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Thema: Biolandbau und Klimaschutz

Biolandbau und Klimaschutz auf www.fibl.org

Aktuelle Publikationen

  • Nicolay, G., 2019, Understanding and Changing Farming, Food & Fiber Systems. The Organic Cotton Case in Mali and West Africa, Open Agriculture 4: 86–97
  • Schütz, L., Gattinger, A., Meier, M., Muller, A., Boller, T., Mäder, P., Mathimaran, N., 2018, Improving Crop Yield and Nutrient Use Efficiency via Biofertilization—A Global Meta-analysis, Frontiers in Plant Sciences 8, doi: 10.3389/fpls.2017.02204
  • Bautze, L., Nicolay, G.L., Meier, M., Gattinger, A., Muller, A., 2018, Climate change adaptation through science-farmer-policy dialogue: Experiences from the project: "The potential of sustainable land-use systems to promote adaptation to climate change" in Mali. In: Fihlo, W.L. (ed), Handbook of Climate Change Resilience. Section Osunsina, I., Follador, M., Jacobs, B., Feldman, I., Keenan, J.M., Hurlbert, M.A., Weissenberger, S. (ed): Climate resilience measures integrated with policies and governance at city, regional and national level. Springer Nature, Heidelberg
  • Muller, A., Meier, M., Steffens, M., Gattinger, A., Schader, C., 2018, Measuring and improving the environmental impact of organic farming, in: Köpke, U., Improving organic crop cultivation. Cambridge, UK: Burleigh Dodds Science Publishing Limited

Kontakt

Markus Steffens
(Dr. rer. nat)

Departement für Bodenwissenschaften
Leitung Gruppe Klima
FiBL
Ackerstrasse 113
CH-5070 Frick

Telefon +41 (0)62 865-0418
Fax +41 (0)62 865-7273
markus.steffens(at)fibl.org 

Kontakt

Müller Adrian
(Dr. sc. nat.)

Departement für Sozioökonomie
FiBL
Ackerstrasse 113
CH-5070 Frick

Telefon +41 (0)62 865-7252
Fax +41 (0)62 865-7273
adrian.mueller(at)fibl.org

Das Potential von nachhaltigen Landnutzungssystemen zur Anpassung an den Klimawandel

Kurzbeschreibung

Das Projekt "Das Potential von nachhaltigen Landnutzungssystemen zur Anpassung an den Klimawandel" hat sich dem Potential von nachhaltigen, agrarischen Landnutzungssystemen zur Anpassung an den Klimawandel gewidmet. Mit seiner Fokussierung auf die Anpassung an den Klimawandel stellt das Projekt eine inhaltliche Fortsetzung des Vorgängerprojekts "Carbon Credits for sustainable Landuse Systems (CaLas)" dar, das sich mit Strategien zur Minderung des Klimawandels beschäftigt hat. Im vorliegenden Projekt wurde die bereits unter CaLas etablierte Informations- und Datenbasis genutzt und weiter ausgebaut. Übergeordnetes Ziel war, ökonomisch und ökologisch tragfähige landwirtschaftliche Praktiken und Anbausysteme mit hohem Anpassungspotential an den Klimawandel zu entwickeln, die besonders für Kleinbauern geeignet sind.

Um dies zu erreichen, wurde ein transdisziplinärer methodischer Ansatz verfolgt. Dieser verbindet spezifische naturwissenschaftlich basierte Erkenntnisse, die sich auf Feld- und Massnahmenebene beziehen, mit Sozial- und Wirtschaftswissenschaften auf betrieblicher und regionaler Ebene.

Neben dem FiBL waren an dem Projekt einige namhafte Institutionen beteiligt wie die African Development Bank, Biovision, Brot für alle, der Environmental Defense Fund, Helvetas, Hivos, IFOAM, RTOACC, Swissaid und die Gold Standard Foundation. Diese fördern die Umsetzung von nachhaltigen Landnutzungssystemen, die dazu beitragen, die Produktivität und Profitabilität von Kleinbauerngemeinschaften in Entwicklungsregionen zu sichern. Dieses Netzwerk hat den Projektfortschritt und die Projektergebnisse begleitet und begutachtet. Ausserdem stellen die Institutionen sicher, dass die Verbreitung und Umsetzung der im Projekt entwickelten landwirtschaftlichen Praktiken über die Projektlaufzeit hinaus erfolgt und auch ausserhalb der Zielregion Anwendung findet.

 

Aktivitäten

Das Projekt lief von 2013 bis 2018 und war in zwei aufeinander folgende Phasen untergliedert.

Phase I: Erstellung der wissenschaftlichen Wissensbasis (2013 – 2016)

Die erste Phase des Projektes beinhaltete die Erstellung und Zusammenführung der zurzeit fragmentierten wissenschaftlichen Wissensbasis von vielversprechenden landwirtschaftlichen Praktiken für die Klimawandelanpassung von Kleinbauern in den trockenen Regionen Afrikas. Darauf basierend wurden bereits existierende Indikatoren hinsichtlich deren Aussagekraft zur Anpassung der Landwirtschaft an den Klimawandel geprüft sowie neue Indikatoren für diesen Anwendungsbereich entwickelt. Ausserdem wurden eine umfassende Literaturauswertung und Meta-Analysen durchgeführt, um geeignete landwirtschaftliche Praktiken und Anbausysteme zu identifizieren.

Indikatorenentwicklung

In der ersten Phase des Projekts wurden existierende Klimaanpassungsindikatoren analysiert und neue entwickelt. Das übergeordnete Ziel war hierbei, Indikatoren zu bestimmen, die einfach zu messen sind und gleichzeitig eine Überprüfung des Anpassungserfolgs der landwirtschaftlichen Systeme erlauben. Dafür wurde die wissenschaftlich begutachtete Literatur zum Thema gesammelt und zusammengeführt. Dabei hat sich gezeigt, dass Wasser- und Nährstoffeffizienz messbare und überprüfbare Indikatoren für die Klimawandelanpassung von globalen Trockengebieten darstellen. Daher wurden diese ausgewählt, um verschiedene landwirtschaftliche Praktiken und Anbausysteme in den folgenden vier Metaanalysen zu vergleichen.

Zudem wurde versucht, umfassendere Indikatoren für die Anpassungsfähigkeit zu entwickeln, die auf der Produktivitätsanalyse basieren. Die Analyse beschreibt, wie ein landwirtschaftliches System mit einer Reihe von Inputs verschiedene Outputs erzeugen könnte. Dabei umfassen die Outputs nicht nur die marktfähigen landwirtschaftlichen Produkte oder aggregierte Einkommen, sondern auch Ökosystemdienstleistungen bzw. welche Verluste und Verschmutzung das System verursacht. Es zeigte sich jedoch, dass die Entwicklung komplexerer Indikatoren nicht zu praktikablen Lösungen führt. Wichtiger ist es, die bestehenden Indikatorsysteme bestmöglich zu nutzen und die Diskussion zur Anpassung an den Klimawandel wirklich als gesellschaftliche und politische Diskussion zu führen und weniger als eine, die nur den einzelnen Bauern betrifft. Deshalb wurde im späteren Projektverlauf (siehe Phase II) der Fokus zunehmend auf die Entwicklung eines der Anpassung förderlichen institutionellen Umfelds gelegt.

Metaanalyse I: Nährstoff- und Wassereffizienz landwirtschaftlicher Praktiken in Westafrika

In dieser Metaanalyse wurden die landwirtschaftlichen Praktiken mit der höchsten Nährstoff- und Wassereffizienz in Westafrika ermittelt und somit als potentielle Klimaanpassungsstrategien berücksichtigt. Etliche erfolgsversprechende Praktiken wie die Verwendung organischer Dünger, die Kombination organischer und anorganischer Dünger, Mischkulturen mit Leguminosen, konservierende Bodenbearbeitung, Mulchen und Regenwassergewinnung konnten identifiziert werden. Diese Praktiken wurden paarweise mit der gängigen landwirtschaftlichen Praxis in Bezug auf Nährstoff- und Wassereffizienz verglichen.

Als vielversprechende Praktiken kristallisierten sich vor allem eine Kombination mineralischer und organischer Dünger sowie der Einsatz von Leguminosen heraus. Weiter zeigte sich sehr klar, wie wichtig es ist, dass die Berechnungen den Boden-Stickstoffpool berücksichtigen. Dies wird in vielen Publikationen zur Stickstoffnutzungseffizienz nicht gemacht, was zu grossen Verfälschungen der Resultate bis zu gegenteiligen Schlussfolgerungen führen kann.

Metaanalyse II: Verbesserung der Wasser- und Nährstoffeffizienz in landwirtschaftlichen Systemen durch Bioeffektoren

Die zweite Metaanalyse des Projektes erforschte das Potential von Bioeffektoren für eine verbesserte Wasser- und Nährstoffeffizienz landwirtschaftlicher Systeme. Der Einsatz von Bioeffektoren ist eine vielversprechende Methode für die zukünftige Landwirtschaft. Sie existieren in verschiedenen Formen wie Rhizobien, Azospirillen oder Mykorrhizen. Besonders in nährstoffarmen Trockenregionen stellt der Einsatz solcher Mikroorganismen eine potentielle Lösung für die Verbesserung der Wasser- und Nährstoffeffizienz dar. Deswegen wurden auf globaler Ebene Studien über die Anwendung von Biostimulanzien gesammelt und in einem Vergleich paarweise mit der gängigen landwirtschaftlichen Praxis verglichen. Da ein Grossteil der Experimente in den Trockengebieten Indiens durchgeführt wurde, liegt der Fokus dieser Metaanalyse auf dieser Region.

Metaanalyse III: Verbesserung der Wasser- und Nährstoffeffizienz in landwirtschaftlichen Systemen durch die Integration von Agroforst in Westafrika

Agroforst, die Integration von Hecken und Bäumen in die landwirtschaftlichen Flächen, stellt eine potentielle Lösung zur Reduzierung der negativen Klimafolgen für Kleinbauern dar. Diese Massnahmen mindern das Erosionsrisiko und können den Düngerbedarf reduzieren. Es war vorgesehen, in dieser Metaanalyse die Wasser- und Nährstoffeffizienz gängiger Anbauverfahren, die auf Monokultur basieren, mit Agroforstsystemen zu vergleichen. Dafür wurde die Literatur zu Agroforstversuchen in Afrika analysiert. Zudem sollten verschiedene Praktiken in Agroforstsystemen wie die Mischkultur mit Leguminosen, Mulchen, der Einsatz von tierischen Düngemitteln und konservierende Bodenbearbeitung paarweise mit der gängigen landwirtschaftlichen Praxis zu vergleichen. Wegen der hohen Komplexität und Heterogenität der Systeme wurde die Metaanalyse schliesslich auf den Vergleich von Alley-Cropping in Mais-Agroforstsystemen zu Mais ohne Agroforst beschränkt, da dazu viele Daten vorlagen und Mais eine wichtige Kultur in der Gegend ist. Die Resultate zeigen, dass die Agroforstsysteme höhere Erträge haben, sich bezüglich der Nährstoffnutzungseffizienz aber nicht von den konventionellen unterscheiden.

Metaanalyse IV: Der Einfluss von biologischer Landwirtschaft auf die Wasser- und Nährstoffeffizienz

Hierbei wurde untersucht, ob und inwieweit die biologische im Vergleich zu konventioneller Landwirtschaft die Stickstoffeffizienz verbessert. Dafür wurde die existierende Literatur zu biologischen Anbausystemen ausgewertet und mit der konventionellen Praxis paarweise verglichen. Die integrierten Studien stammen aus 15 verschiedenen Ländern und beinhalten verschiedene Praktiken des biologischen Landbaues wie die Anwendung von Kompost und Hofdüngern.

Phase II: Implementierung von geeigneten Massnahmen (2016 – 2017)

Die Phase II des Projekts hat die Erkenntnisse aus Phase I in Fallstudien in Westafrika angewendet und diese mit dem Ziel validiert, dass die empfohlenen Klimaanpassungsmassnahmen wirksam und praktikabel für die Kleinbauern in Mali und Westafrika sind. Dafür hat das Projekt das existierende Netzwerk von Kleinbauern genutzt, welches im Rahmen des Projekts Syprobio vom FiBL und Helvetas in Mali etabliert wurde. Dies beinhaltet auch die Kooperation mit dem "Institut d’Economie Rurale (IER)", dem nationalen Institut für Wissenschaft, Entwicklung und Kommunikation/Verbreitung von Landwirtschaft in Mali. Zwei Regionen in Mali wurden als Fallbeispiele für Kleinbauern ausgesucht: Kléla und Boura.

Kléla ist eine kleine Stadt und ländliche Kommune in der Sikasso-Region im südlichen Mali. Die Gemeinde umfasst ein Gebiet von 7'860 Hektar Land. In der Stadt und den 13 Dörfern leben etwa 31'300 Einwohner. Für den eigenen Bedarf und lokale Märkte werden Mais, Maishirse, Erdnüsse und Sesam kultiviert, die Baumwolle ist die wichtigste "Cashcrop". Das Projekt arbeitet zusammen mit einer Gruppe lokaler Bäuerinnen und Bauern, um Informationen über klimarelevante Anbaumethoden zu sammeln.

 

Boura ist eine Stadt und ländliche Gemeinde im Kreis Yorosso, ebenfalls in der Sikasso-Region und etwa 100 km nördlich von Kléla. Die Gemeinde umfasst die Stadt und 15 Dörfer mit etwa 123'000 Einwohnern. Für den internationalen Markt wird auch hier hauptsächlich Baumwolle produziert, sowohl biologisch als auch konventionell. Für den eigenen Bedarf und lokale Märkte werden hier mehrheitlich Mais, Maishirse, Erdnüsse, Kuhbohnen und Sesam kultiviert. Das Projektteam arbeitet gemeinsam mit dem kooperativen Bioverband FENABE (früher MOBIOM) zusammen, welcher mehr als 8'000 Mitglieder umfasst und mehrheitlich Biobaumwolle produziert. Ein Teil dieser Partnerbetriebe wurde ebenfalls zu klimarelevanten Anbaumethoden befragt.

 

 

Beide Gebiete befinden sich im subhumiden/semi-ariden Klimaraum, wo sich in den vergangenen Jahren die Niederschläge bereits deutlich spürbar verändert haben. Die lokalen Bauern müssen sich dadurch mit kürzeren Regenzeiten und Ernteverlusten auseinandersetzen. Das Projekt hat existierende Daten der Ausgangssituation genutzt und diese mit den etablierten Praktiken für ein verbessertes Nährstoffmanagement verglichen, wie zum Beispiel Kompostierung für eine verbesserte Bodenstruktur, Integration von Viehwirtschaft, Agroforstsysteme mit angepassten Baumarten, Regenwassergewinnung, konservierende Bodenbearbeitung, Zaï-Pflanzlöchern und der Verwendung von Mulch. Um zu testen, ob diese Massnahmen für die lokalen Bauern aus sozialer, kultureller und ökonomischer Perspektive betrachtet attraktive Klimaanpassungsmassnahmen darstellen, wurden mit einem umfangreichen Fragebogen mehr als 120 Bäuerinnen und Bauern befragt. Damit sollte herausgefunden werden, welche Massnahmen bereits praktiziert werden und wie sich diese Massnahmen in die sozialen, ökonomischen, betrieblichen und kulturellen Strukturen integrieren lassen.

Es zeigte sich, dass die gemäss Metaanalysen nachhaltigen Praktiken bei den Bauern im Wesentlichen bekannt sind und auch umgesetzt werden. Es besteht jedoch noch gewisses Verbesserungspotential, zum Beispiel zur Optimierung der Düngung bei gleichzeitiger Reduktion des Wasserverbrauchs. Wichtig ist auch das Resultat, dass viele Bauern eine sich verschlechternde Bodenfruchtbarkeit beobachten und dies dem Klimawandel anlasten. Diese Entwicklung ist in der Region jedoch primär der Bodenbearbeitung und generell den Anbaupraktiken und der Abholzung insbesondere innerhalb der letzten 60 Jahre geschuldet und nicht direkt dem Klimawandel. Das heisst, dass die Bauern viel mehr und in kurzer Frist für die Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit tun können wie wenn der Hauptgrund der Klimawandel wäre. Zudem zeigte sich, dass grosse Betriebe eher auf die Bodenfruchtbarkeit achten als kleine.

Dies ist ein Zeichen dafür, dass in der Region vor allem auch der Wissenstransfer wichtig ist. In Phase II wurde der Fokus daher vor allem darauf gelegt, institutionelle Strukturen zu etablieren, die es erlauben, die Anpassungsfähigkeit der Bäuerinnen und Bauern an die Auswirkungen des Klimawandels zu erhöhen anstatt direkt auf der Ebene von optimalen Praktiken zu arbeiten. Mit zwei Workshops im Mai 2017 und Mai 2018 vor Ort wurde der Prozess in Gang gesetzt, eine Innovationsplattform in der Region zur Anpassung an den Klimawandel und zur Bodenfruchtbarkeit zu etablieren, welche Aktivitäten, die schon in dieser Richtung unternommen worden waren, bündelt und auf einer breiteren Ebene abzustützen versucht.

Workshops und Webinare zum Projektende

Die Ergebnisse des Projektes wurden zum Projektende in den zwei erwähnten Workshops in Sikasso/Mali im Rahmen des Aufbaus der Innovationsplattform sowie in drei Webinaren verbreitet. Die Workshops hatten einen klaren Fokus auf die Innovationsplattform, während die Webinare verschiedene Zielgruppen ansprachen: Wissenschaftler (erstes Webinar zu den Resultaten der Metaanalysen auf Englisch), Politiker, Verwaltung und internationale Organisationen (zweites Webinar zur Anpassung an den Klimawandel auf Englisch) und Stakeholder in der Region (drittes Webinar mit Fokus auf den institutionellen Prozess der Innovationsplattform auf Französisch).

Durch diese Aktivitäten sollen die beteiligten Stakeholder (insbesondere Politiker der Umwelt- und Landesministerien) lokale, regionale bzw. nationale politische Strukturen und Institutionen beeinflusst werden, die Projekte und Programme zur nachhaltigen Landwirtschaft und nachhaltigeren Baumwollprodiktion besser zu bündeln. Durch die wissenschaftlichen Publikationen innerhalb des Projektes werden die Ergebnisse global zur Verfügung gestellt und können somit auch in anderen Trockengebieten der Welt eine positive Klimaanpassung der Landwirtschaft unterstützen.

Weitere Informationen

Laufzeit

Dezember 2013 bis Dezember 2018

Finanzierung

Förderung durch Stiftung Mercator Schweiz

Ansprechpartner

Peer-reviewed Beiträge und Buchkapitel

  • Nicolay, G., 2019, Understanding and Changing Farming, Food & Fiber Systems. The Organic Cotton Case in Mali and West Africa, Open Agriculture 4: 86–97
  • Schütz, L., Gattinger, A., Meier, M., Muller, A., Boller, T., Mäder, P., Mathimaran, N., 2018, Improving Crop Yield and Nutrient Use Efficiency via Biofertilization—A Global Meta-analysis, Frontiers in Plant Sciences 8, doi: 10.3389/fpls.2017.02204
  • Bautze, L., Nicolay, G.L., Meier, M., Gattinger, A., Muller, A., 2018, Climate change adaptation through science-farmer-policy dialogue: Experiences from the project: "The potential of sustainable land-use systems to promote adaptation to climate change" in Mali. In: Fihlo, W.L. (ed), Handbook of Climate Change Resilience. Section Osunsina, I., Follador, M., Jacobs, B., Feldman, I., Keenan, J.M., Hurlbert, M.A., Weissenberger, S. (ed): Climate resilience measures integrated with policies and governance at city, regional and national level. Springer Nature, Heidelberg
  • Muller, A., Meier, M., Steffens, M., Gattinger, A., Schader, C., 2018, Measuring and improving the environmental impact of organic farming, in: Köpke, U., Improving organic crop cultivation. Cambridge, UK: Burleigh Dodds Science Publishing Limited

Weitere Publikationen

  • Muller, A., Steffens, M., Krause, H.-M., Bautze, L., Meier, M., Stöckli, S., 2017, What can organic farming contribute? - The role of organic farming for climate change mitigation and adaptation, Rural21 51(4): 20-22
  • Muller, A., Gattinger, A., Meier, M., 2015, Adaptation to climate change  - there is much more to it, Rural21 June 2015
  • Nicolay, G., Muller, A., Meier, M., 2017, Des stratégies d’adaptation au changement climatique pour agriculteurs – les conclusions de l’étude Mercator Mali 2016, Fact Sheet from the Project on Climate Change Adaptation, input to the institutional process in Mali, funded by the Mercator Foundation Switzerland

Präsentationen

  • Muller, A., 2018, Adaptation to climate change in agriculture, adaptive capacity and nutrient use efficiency, group seminary at ISPA, INRA; 17.12.2018, Bordeaux
  • Muller, A., 2018, "Adaptation to climate change in development cooperation – challenges, institutional aspects and ways forward" FiBL-Mercator Webinar on Climate Change Adaptation, 18.11.2018
  • Bautze, A., 2017, The Potential of Alley Cropping as a Multi-Dimensional Strategy for Climate Change Adaptation in Africa, Tropentag, 21.9.2017, Bonn
  • Muller, A., 2017, Experiences from the MERCATOR Adaptation Project, Workshop on "Practical research for climate protection in organic agriculture", Biofach, Nürnberg 15.2.2017
  • Muller, A., 2017, Organic Agriculture and Climate Change, Workshop on “How can organic farming improve its environmental performance and its contribution to climate change mitigation?”, IFOAM-EU Group, Biofach, Nürnberg 15.2.2017
  • Muller, A., 2017, Agroecology - a solution for carbon sequestration and adaptation to climate change? Learning and exchange day on agroecology and climate resilience of the Working Group on Right to Food, Bread for all, 11.1.2017
  • Muller, A., 2015, Comparing farming systems with productivity analysis: the role of regional aspects, biophysical constraints, and economic assumptions, Agroeconet Colloquium, ETH Zurich, 3.12.2015
  • Gattinger, A., 2015, Global Soil Week 2015, Dialogue Session am 21.04.2015, Zusammenfassung: Sustaining our soils and societies: the challenge of doing transdisciplinary research

Weitere Unterlagen (Vorlesungsskripte, etc.)

  • Gattinger, A. 2017 and 2018, lecture notes on "Climate relevance and resource efficiency of sustainable farming systems", Spring/Summer 2017 and 2018 at Justus-Liebig University Giessen, Master Module MP 155.
  • Muller, A., 2018, lecture notes on "Klimawandel und das Ernährungssystem", in the bachelor course on "Welternährungssysteme", Spring 2018, Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften ZHAW